專(zhuān)利名稱(chēng)：爐水摩爾比監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種大型工業(yè)汽包鍋爐爐水摩爾比監(jiān)測(cè)儀，特別適用于火力發(fā)電廠以除鹽水為鍋爐補(bǔ)給水的高參數(shù)，大容量汽包鍋爐。
在現(xiàn)有技術(shù)中，為避免鍋爐的酸堿腐蝕，國(guó)內(nèi)外都采用爐水協(xié)調(diào)PH－磷酸鹽處理工藝，采取控制爐水摩爾比R(Na／PO43－)在2.0－3.0范圍內(nèi)的辦法，使鍋爐既不發(fā)生酸腐蝕又不發(fā)生堿腐蝕。目前，在實(shí)際應(yīng)用中采用人工測(cè)出爐水磷酸根PO43－含量和爐水PH值并校正到25℃。然后通過(guò)查圖法，估算出爐水摩爾比R值，根據(jù)R值的大小，再經(jīng)人工加藥，控制爐水摩爾比R在合格范圍內(nèi)。由于現(xiàn)有的磷酸根表設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有輸出0－10MA的連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，磷酸根表的輸出斷續(xù)信號(hào)不能直接進(jìn)入爐水摩爾比監(jiān)測(cè)儀，因此不能自動(dòng)顯示爐水摩爾比值。
美國(guó)“Power VOL.131.NO.10 PP61－68 1987”公開(kāi)了一種指導(dǎo)鍋爐水化學(xué)工況的專(zhuān)家系統(tǒng)，其方法是，人工測(cè)定的各種化學(xué)參數(shù)，通過(guò)鍵盤(pán)輸入臺(tái)式計(jì)算機(jī)進(jìn)行推理運(yùn)算，計(jì)算機(jī)給出預(yù)測(cè)的化學(xué)參數(shù)變化趨勢(shì)，以及推薦的化學(xué)加藥方案，爐水排污量等指令，代替了人工查圖。不足之處是采樣分析和操作調(diào)整全靠人工進(jìn)行，操作煩鎖，調(diào)整不及時(shí)、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、誤差大、不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控。
本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的一種能自動(dòng)顯示爐水摩爾比，并可自動(dòng)控制爐水摩爾比的監(jiān)測(cè)儀。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下措施達(dá)到的，爐水摩爾比監(jiān)測(cè)儀，包括外殼、面板、A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、打印機(jī)、LED顯示器、按鍵等，其特征在于，磷酸根表與A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器間接有一信號(hào)處理回路，磷酸根表、PH表、溫度表的輸出端分別用導(dǎo)線連接在外殼后蓋的端子上，信號(hào)處理回路的輸入端與磷酸根表的輸出端之間用導(dǎo)線連接。信號(hào)處理回路的輸出端經(jīng)繼電器和轉(zhuǎn)換電阻與A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一路輸入端連接，A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二路、第三路輸入端分別經(jīng)轉(zhuǎn)換電阻與外殼后蓋上連接PH表、溫度表的端子相連。
所述的信號(hào)處理回路由差動(dòng)放大器、繼電器控制部分組成。差動(dòng)放大器輸入端分兩路，一路聯(lián)接于磷酸根表信號(hào)輸入回路的可調(diào)電阻R0兩端，另一路通過(guò)繼電器J的J－3、J－4常開(kāi)接點(diǎn)與基準(zhǔn)電壓源相連，基準(zhǔn)電壓源是由高精度穩(wěn)壓電源經(jīng)W與R1分壓后得到的。差動(dòng)放大器的輸出端通過(guò)繼電器J的J－1、J－2常開(kāi)接點(diǎn)與A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一路輸入端相連。
信號(hào)處理回路的工作過(guò)程是，差動(dòng)放大器輸入端接受磷酸根表測(cè)量時(shí)的輸出直流信號(hào)，即23.3－13.3mv，以及13.3mv的基準(zhǔn)信號(hào)，兩路信號(hào)相減后得到10－0mv的直流信號(hào)，送入差動(dòng)放大器，差動(dòng)放大器將10－0mv的直流信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成10－0MA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。繼電器J的控制電源與磷酸根表測(cè)量繼電器控制電源相并接，當(dāng)磷酸根表處于測(cè)量狀態(tài)時(shí)，測(cè)量繼電器吸合，繼電器J也吸合。這時(shí)繼電器J的J－1、J－2、J－3、J－4接點(diǎn)閉合。磷酸根表將0－10mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，通過(guò)A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算。
本實(shí)用新型控制程序主要包括以下幾個(gè)方面
1、復(fù)位初始化；2、A／D采樣及數(shù)值濾波，A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器每次連續(xù)采樣十次，對(duì)十次采樣值進(jìn)行加權(quán)平均，達(dá)到數(shù)字濾波的目的。
3、系數(shù)調(diào)整，對(duì)濾波后的數(shù)字量進(jìn)行滿(mǎn)度系數(shù)調(diào)整，以滿(mǎn)足計(jì)算要求。
4、溫度自校正，根據(jù)爐水采樣溫度對(duì)其PH值進(jìn)行自動(dòng)校正。
5、輸出控制指令，根據(jù)PH、PO4－3、R的預(yù)測(cè)值決定。被控量的預(yù)測(cè)計(jì)算方法，采用線性遞增方法，其求R的計(jì)算公式如下PH＝K·lgPO43－＋b式中b與R值成單值對(duì)應(yīng)關(guān)系。
本儀表控制軟件很好地利用了單片機(jī)快速查表功能。首先將兩組數(shù)據(jù)以一定的順序存放在程序存貯器中，一組為lgPO43－值，一組為R值，采樣后的PO43－值經(jīng)滿(mǎn)度系數(shù)調(diào)整后，查表求得lgPO43－，然后利用PH、lgPO43－之間的線性關(guān)系求出b，根據(jù)b值查表得出摩爾比R。
下面通過(guò)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述

圖1為本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)儀原理方框圖；圖2為本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)儀外殼示意圖；圖3為本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)儀磷酸根表信號(hào)處理回路與磷酸根表信號(hào)輸入回路電路連接圖。
圖4為本實(shí)用新型程序方框圖；圖中13為現(xiàn)有磷酸根表信號(hào)輸入回路電路圖，1為磷酸根表信號(hào)處理回路。信號(hào)處理回路1由差動(dòng)放大器、繼電器控制部分組成，差動(dòng)放大器輸入端分兩路，一路聯(lián)接于磷酸根表信號(hào)輸入回路的可調(diào)電阻R0兩端，另一路通過(guò)繼電器J的J－3、J－4常開(kāi)接點(diǎn)與基準(zhǔn)電壓源13.3mv相連，基準(zhǔn)電壓源是由高精度穩(wěn)壓電源經(jīng)W與R1分壓后得到的。差動(dòng)放大器的輸出端通過(guò)繼電器J的J－1、J－2常開(kāi)接點(diǎn)與A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器2的第一路輸入端相連。磷酸根表、PH表、溫度表的輸出端分別用導(dǎo)線連接在外殼后蓋上所安裝的端子上，A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器2的第二路、第三路輸入端分別經(jīng)轉(zhuǎn)換電阻與外殼后蓋上連接PH表、溫度表的端子相連。8031單片機(jī)4的輸入端分別與A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器2的輸出端及程序存貯器3相連，8031單片機(jī)4的輸出端經(jīng)并行口5與打印機(jī)6及6位LED顯示器7、6位按鍵8相連，8031單片機(jī)4的輸出端經(jīng)8155并行口5與三路輸出開(kāi)關(guān)量K1、K2、K3相連接。K1、K2、K3分別用導(dǎo)線連接在處殼后蓋上所安裝的端子上。6位LED顯示器7及6位按鍵8分別安裝在監(jiān)測(cè)儀面板上，面板上還安裝有揚(yáng)聲器9，報(bào)警燈10，電源開(kāi)關(guān)11，打印機(jī)插座12。工作時(shí)，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)11，磷酸根表將采集的磷酸根非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理回路1處理后，變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器2的第一路輸入，PH信號(hào)、溫度信號(hào)分別經(jīng)轉(zhuǎn)換電阻送入A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器2的第二路、第三路輸入，單片機(jī)4接收A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的2輸出信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)4運(yùn)算處理后，在6位LED顯示器7上顯示PH值、摩爾比R值，磷酸根PO43－值及爐水采樣溫度。如爐水采樣溫度不足25℃時(shí)，可對(duì)PH值自動(dòng)進(jìn)行溫度校正。當(dāng)PH值、R值、PO43－值超標(biāo)時(shí)，則報(bào)警燈10及揚(yáng)聲器9發(fā)出光、聲報(bào)警信號(hào)。另一方面單片機(jī)4發(fā)出指令，通過(guò)三路開(kāi)關(guān)量輸出K1、K2、K3控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如電磁閥、控制繼電器等，將摩爾比R、PH值、磷酸根PO43－參數(shù)始終控制在合格范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制等功能。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本監(jiān)測(cè)儀可實(shí)時(shí)顯示爐水摩爾比值，充分利用了單片機(jī)的快速查表功能，不僅完全代替了以往的人工查圖求摩爾比的方法，而且實(shí)時(shí)性強(qiáng)、精度高，大大減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2、本監(jiān)測(cè)儀輸出開(kāi)關(guān)量，可與繼電器、加藥電磁閥組成一個(gè)完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)爐水摩爾比R值大小，輸出開(kāi)或關(guān)指令，控制加藥電磁閥吸合或斷開(kāi)，從而使?fàn)t水摩爾比R在合格范圍內(nèi)。
3、本監(jiān)測(cè)儀可對(duì)PH值進(jìn)行溫度校正，消除了因溫度影響PH值引起的誤差，從而提高了PH值的測(cè)量準(zhǔn)確性。
4、本監(jiān)測(cè)儀具備完善的監(jiān)控功能，可以隨時(shí)打印、顯示各被控參數(shù)，并具有故障聲光報(bào)警功能，減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了爐水品質(zhì)。
權(quán)利要求1.一種爐水摩爾比監(jiān)測(cè)儀，包括外殼、面板、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、打印機(jī)、LED顯示器、按鍵等，其特征在于，磷酸根表與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器間接有一信號(hào)處理回路，磷酸根表、PH表、溫度表的輸出端分別用導(dǎo)線連接在外殼后蓋的端子上，信號(hào)處理回路的輸入端與磷酸根表的輸出端之間用導(dǎo)線連接，信號(hào)處理回路的輸出端經(jīng)繼電器和轉(zhuǎn)換電阻與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一路輸入端連接，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二路、第三路輸入端分別經(jīng)轉(zhuǎn)換電阻與外殼后蓋上連接PH表、溫度表的端子相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，信號(hào)處理回路由差動(dòng)放大器，繼電器控制部分組成，差動(dòng)放大器輸入端分兩路，一路聯(lián)接于磷酸根表信號(hào)輸入回路的可調(diào)電阻R0兩端，另一路通過(guò)繼電器J的J－3、J－4常開(kāi)接點(diǎn)與基準(zhǔn)電壓源相連，差動(dòng)放大器的輸出端，通過(guò)繼電器J的J－1、J－2常開(kāi)接點(diǎn)與A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一路輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的監(jiān)測(cè)儀，其特征在于基準(zhǔn)電壓源是由高精度穩(wěn)壓電源經(jīng)W與R1分壓后得到的。
專(zhuān)利摘要一種爐水摩爾比監(jiān)測(cè)儀，是在磷酸根表與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器間接有一信號(hào)處理回路，該信號(hào)處理回路由差動(dòng)放大器和繼電器控制部分組成，它將磷酸根表輸出的非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入單片機(jī)，并根據(jù)輸入的pH值、溫度信號(hào)、求得爐水摩爾比，從而實(shí)現(xiàn)爐水摩爾比的自動(dòng)顯示，自動(dòng)控制。并將爐水摩爾比R與磷酸根PO
文檔編號(hào)G01N27/00GK2078001SQ9022070
公開(kāi)日1991年5月29日 申請(qǐng)日期1990年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月15日
發(fā)明者趙洪堤, 趙建華, 劉軍 申請(qǐng)人:大同第二發(fā)電廠科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)